軍工領(lǐng)域復合材料發(fā)展 復材云集|復合材料


上圖:S-400防空導彈系統(tǒng)。下圖:某型飛機碳陶剎車盤。資料照片樹脂基復合材料——
導彈發(fā)射筒的“捆扎帶”
運輸貨物過程中,為防止貨物因高速運動顛簸而脫落,司機常常會使用捆扎帶對貨物進行捆綁固定。
導彈發(fā)射瞬間,發(fā)射筒處于高溫和真空狀態(tài),脆弱部位易撕裂或變形,造成導彈擾流,影響命中率。科研人員發(fā)現(xiàn),在導彈發(fā)射筒連接處安裝“捆扎帶”,可以有效解決這一問題。
“捆扎帶”對發(fā)射筒可以起到加強保護作用,使其能夠承受導彈發(fā)射瞬間帶來的高溫、高壓和高強度沖擊力。導彈在發(fā)射筒的引導下,彈道軌跡不會發(fā)生改變,能夠按照預定軌跡準確命中目標。
“捆扎帶”分布在發(fā)射筒的不同位置,一般采用輕質(zhì)材料制造。輕型化是先進導彈武器發(fā)展的一個重要趨勢,實現(xiàn)輕型化的主要措施是采用大量先進復合材料,建立導彈關(guān)鍵復合材料設(shè)計與制造技術(shù)體系。
科研人員在傳統(tǒng)發(fā)射筒設(shè)計基礎(chǔ)上,應用了一種新材料——樹脂基,這種材料是用短切或連續(xù)纖維及其織物,與增強熱固性或熱塑性的樹脂基體復合而成,具有良好的熱沖擊性和耐熱性。
與傳統(tǒng)金屬材料相比,樹脂基復合材料具有強度大、重量輕、密度均勻等優(yōu)點,用其制成的“捆扎帶”具有良好的成型性和可設(shè)計性,可以承受相應載荷,實現(xiàn)減重。
“捆扎帶”成型性好,不僅可以減少組件所需緊固件和裝配,還能形成良好的熱屏蔽防護作用,使導彈整體獲得更高的可靠性。碳陶剎車盤——戰(zhàn)機降落的“最后保險”
生活中,遇到突發(fā)交通情況時,汽車駕駛員會通過松油門、踩腳剎實現(xiàn)短距離剎車。戰(zhàn)機也有類似功能,那就是機輪剎車系統(tǒng)。
機輪剎車系統(tǒng)啟動后,旋轉(zhuǎn)盤與定盤相互推壓,阻止機輪滾動,機輪與地面劇烈摩擦產(chǎn)生阻力,實現(xiàn)制動剎車。
隨著航空技術(shù)發(fā)展,戰(zhàn)機載重不斷增加,降落速度也隨之提高。在其他剎車系統(tǒng)出現(xiàn)故障的特殊情況下,機輪剎車系統(tǒng)可吸收超過300兆焦耳能量,溫度將在短時間內(nèi)快速上升至上千攝氏度。
過去,機輪剎車系統(tǒng)常因溫度過高失去制動能力。因此,戰(zhàn)機對剎車盤材料耐高溫性、穩(wěn)定性和減少變形等方面有著嚴格要求。在這種情況下,碳陶剎車盤應運而生。
相比金屬剎車盤,采用碳陶剎車盤的機輪剎車系統(tǒng)壽命更長、摩擦性能更好,可以承受2000℃左右的高溫,制動能力顯著提升。這是因為碳陶剎車盤引入適量陶瓷硬質(zhì)材料作基體,材料的抗氧化性和摩擦系數(shù)都得到有效提高。碳陶剎車盤非摩擦面使用硼磷系涂層,在高溫環(huán)境下,可有效延緩氧氣在材料內(nèi)部的擴散,提高材料使用壽命。疲勞試驗證明,一般的剎車盤在1000多次飛行起降后要求更換,而碳陶剎車盤可以達到2000多次飛行起降。
目前,碳陶剎車盤已成功應用到一些國家先進戰(zhàn)機制動系統(tǒng),具有廣闊的發(fā)展前景。?(謝潤昌、劉席兵、黃思博撰文,來源:解放軍報)
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